Chương 1: Các mạch tính toán, điều khiển và tạo hàm dùng khuếch đại thuật toán

Chương này nhằm giới thiệu việc ứng dụng mạch khuếch đại thuật toán trong các mạch khuếch đại, tính toán, điều khiển, tạo hàm. Khảo sát các mạch cộng, trừ, nhân chia, khai căn, mạch khuếch đại loga và đối loga, mạch vi, tích phân...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 1: Các mạch tính toán, điều khiển và tạo hàm dùng khuếch đại thuật toán 1 CHÆÅNG 1 CAÏC MAÛCH TÊNH TOAÏN, ÂIÃÖU KHIÃØN VAÌ TAÛO HAÌM DUÌNG KHUÃÚCH ÂAÛI THUÁÛT TOAÏN Chæång naìy nhàòm giåïi thiãûu viãûc æïng duûng maûch khuãúch âaûi thuáût toaïn(KÂTT) trong caïc maûch khuãúch âaûi, tênh toaïn, âiãöu khiãøn, taûo haìm. Khaío saït caïc maûchcäüng, træì, nhán chia, khai càn, maûch khuãúch âaûi loga vaì âäúi loga, maûch vi, têch phán,PD,PID, maûch chènh læu chênh xaïc, maûch so saïnh tæång tæû...1.1 Khaïi niãûm chung Hiãûn nay, caïc bäü khuãúch âaûi thuáût toaïn (KÂTT) âoïng vai troì quan troüng vaì âæåücæïng duûng räüng raîi trong kyî thuáût khuãúch âaûi, tênh toaïn, âiãöu khiãøn, taûo haìm, taûo tênhiãûu hçnh sine vaì xung, sæí duûng trong äøn aïp vaì caïc bäü loüc têch cæûc... Trong kyî thuáûtmaûch tæång tæû, caïc maûch tênh toaïn vaì âiãöu khiãøn âæåüc xáy dæûng chuí yãúu dæûa trãn bäüKÂTT. Khi thay âäøi caïc linh kiãûn màõc trong maûch häöi tiãúp ta seî coï âæåüc caïc maûch tênhtoaïn vaì âiãöu khiãøn khaïc nhau. Coï 2 daûng maûch tênh toaïn vaì âiãöu khiãøn : tuyãún tênh vaì phi tuyãún. Tuyãún tênh : coï trong maûch häöi tiãúp caïc linh kiãûn coï haìm truyãön âaût tuyãún tênh. Phi tuyãún : coï trong maûch häöi tiãúp caïc linh kiãûn coï haìm truyãön phi tuyãún tênh. Vãö màût kyî thuáût, âãø taûo haìm phi tuyãún coï thãø dæûa vaìo mäüt trong caïc nguyãn tàõcsau âáy : 1. Quan hãû phi tuyãún Volt - Ampe cuía màût gheïp pn cuía diode hoàûc BJT khi phán cæûc thuáûn (maûch khuãúch âaûi loga) 2. Quan hãû phi tuyãún giæîa âäü däúc cuía âàûc tuyãún BJT læåîng cæûc vaì doìng Emitå (maûch nhán tæång tæû). 3. Laìm gáön âuïng âàûc tuyãún phi tuyãún bàòng nhæîng âoaûn thàóng gáúp khuïc (caïc maûch taûo haìm duìng diode). 4. Thay âäøi cæûc tênh cuía âiãûn aïp âàût vaìo phán tæí têch cæûc laìm cho doìng âiãûn ra thay âäøi (khoaï diode, khoaï transistor). 21.2 Caïc maûch tênh toaïn vaì âiãöu khiãøn1.2.1 Maûch cäüng âaío R1 vin1 R2 RN vin2 vinn vout Rn Hçnh 1.1. Så âäö maûch cäüng âaío Aïp duûng quy tàõc doìng âiãûn nuït cho N ta coï : v in1 v in 2 v v + + ... + inn + out = 0 R1 R2 Rn RN ⎛R R R ⎞ ⇒ v out = −⎜ N v in1 + N v in 2 + ... + N v inn ⎟ ⎜R ⎟ ⎝ 1 R1 Rn ⎠1.2.2 Maûch khuãúch âaûi âaío våïi tråí khaïng vaìo låïn RN R1 vin vout R2 R3 v3 Hçnh 1.2. Så âäö maûch khuãúch âaûi âaío våïi tråí khaïng vaìo låïn Viãút phæång trçnh doìng âiãûn cho nuït N: vin v3 + =0 R1 R N R3 Maì v 3 = v out (âiãöu kiãûn RN ≥ R3) R2 + R3 RN R ⇒ − v out = (1 + 2 ) v in R1 R3 RN R ⇒ hãû säú khuãúch âaûi cuía maûch : K’ = (1 + 2 ) R1 R3 3 Træåìng håüp yãu cáöu hãû säú khuãúch âaûi låïn thç phaíi choün R1 nhoí. Luïc âoï tråí khaïngvaìo cuía maûch ZV = R1 nhoí. Coï thãø khàõc phuûc nhæåüc âiãøm âoï bàòng caïch choün R1 = RN Rlåïn. Do âoï K’ chè coìn phuû thuäüc vaìo 2 , coï thãø tàng tyí säú naìy tuìy yï maì váùn khäng R3aính hæåíng âãún tråí khaïng vaìo ZV = R1 = RN cuía maûch. Våïi caïc cáúu taûo nhæ váûy coï thãøtàng thãm säú âáöu vaìo âãø thæûc hiãûn caïc maûch cäüng hoàûc maûch træì coï tråí khaïng va ...